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La Retriangulación de Gran Bretaña fue un proyecto de triangulación realizado entre 1935 y 1962 que buscaba mejorar la precisión de los mapas de Gran Bretaña . [1] Los datos recopilados de la retriangulación reemplazaron los datos recopilados durante la Triangulación Principal de Gran Bretaña , que se había realizado entre 1783 y 1851. [2]
El trabajo fue diseñado para formar una nueva red completa de control de estudios para todo el país y para unificar el mapeo del Reino Unido a partir de proyecciones de condados locales en un único sistema de referencia y proyección de datos nacionales . Su finalización condujo al establecimiento del datum OSGB36 y la cuadrícula nacional de Ordnance Survey que se utilizan en la actualidad.
La retriangulación fue iniciada en 1935 por el director general del Ordnance Survey , el general de división Malcolm MacLeod . [1] Fue dirigido por el cartógrafo y matemático Martin Hotine , jefe de la División Trigonométrica y Nivelación (TLD).
El trabajo se detuvo con el estallido de la Segunda Guerra Mundial en 1939, momento en el que la red de triangulación primaria cubría toda Inglaterra y Gales, pero sólo hasta Moray Firth en Escocia. La triangulación secundaria había comenzado en 1938 y, después del final de la guerra, el trabajo de retriangulación se centró en estudios secundarios y de orden inferior, para acelerar la finalización de nuevos estudios a gran escala. [3] [4]
Las prioridades del TLD en tiempos de guerra se centraron en el trabajo de reconocimiento en relación con el esfuerzo de guerra, como la construcción de aeródromos y militares, estudios y cálculos para posiciones de baterías costeras y antiaéreas , y estudio de sitios de radiolocalización . Un tercio del personal de Ordnance Survey fue llamado a filas durante la guerra y el cuartel general en Southampton fue bombardeado y gravemente dañado. [5] El personal fue reubicado en los condados de origen , donde produjeron mapas a escala 1:25.000 de Francia, Italia, Alemania y la mayor parte del resto de Europa en preparación para la invasión. Las observaciones de triangulación primaria no se reanudaron hasta 1949 y se completaron en 1952. [3]
Un problema durante la Triangulación Principal fue que las ubicaciones exactas de las estaciones topográficas no siempre eran redescubribles, ya que dependían de marcadores enterrados y conocimientos locales poco confiables. Para superar esto, se construyó una red de estaciones topográficas permanentes, más conocidas como los pilares de triangulación de hormigón (alrededor de 6.500 de ellos) que se encuentran en muchas cimas de colinas y montañas de las Islas Británicas, pero se utilizaron muchos otros tipos de estaciones topográficas.
Para minimizar las diferencias entre el estudio de 1783-1851 y la retriangulación, se eligieron once estaciones de triangulación principal, que van desde Dunnose en la Isla de Wight hasta Great Whernside en Yorkshire, y se erigieron pilares sobre ellas para que actuaran como marco central a partir del cual se realizaran todas las demás mediciones. fueron hechos.
La obra principal de la Retriangulación se terminó en 1962, creándose el Ordnance Survey National Grid . Este sistema continuó utilizándose, y las mediciones se refinaron mediante estudios terrestres, hasta la década de 1980, después de lo cual tomó el relevo el uso de satélites. Los dispositivos de medición electrónicos se introdujeron hacia el final de la retriangulación, pero en ese momento no demostraron ser lo suficientemente confiables como para reemplazar la topografía tradicional. [5]
Uno de los primeros pasos en la retriangulación fue la adopción de una nueva proyección para el mapeo, reemplazando la proyección existente de Cassini por la Transverse Mercator . El Ordnance Survey prefirió esto porque el uso de la proyección de Cassini habría resultado en una distorsión angular de casi cuatro minutos de arco en el estudio. [6] [3]
La forma sólida de la Tierra, conocida como geoide , no puede definirse completamente mediante fórmulas simples. El esferoide es el modelo matemático más cercano, pero como no hay ningún esferoide que se ajuste en todo el mundo, se debe utilizar un número. El esferoide de Airy proporciona un buen ajuste en la región de las Islas Británicas y, por lo tanto, el Ordnance Survey adoptó la proyección transversal de Mercator de este esferoide como base del sistema de coordenadas nacional. [7]
Ninguna proyección puede ser fiel a escala en su totalidad. En el Transverse Mercator, la escala en cualquier punto dado aumenta en correlación con su distancia este u oeste del meridiano central. La escala a lo largo de la línea norte-sur que contiene el punto permanece constante. El verdadero origen de la proyección se encuentra en la latitud 49° N, longitud 2° W. Se estableció un origen falso ubicado aproximadamente a 170 kilómetros al oeste de The Lizard para garantizar que todas las coordenadas de la cuadrícula nacional siguieran siendo positivas, ya que todo el país está más al este y más al norte. que ese punto. En este sistema, el meridiano central está a 400 km al este. [8]
La escala en el meridiano central debe ser correcta, o 1. Sin embargo, para garantizar que el error de escala sea imperceptible en el mapeo nacional en los límites oriental y occidental, se aplicó una reducción de escala de 1:2500. Esto proporciona un factor de escala local de 0,9996 en el meridiano central. La escala aumenta continuamente con la distancia desde el meridiano central, este y oeste, alcanzando 1 a 580 km al este y 220 km al este. Continúa aumentando, alcanzando 1,0005 en los extremos este y oeste. [3]
Se debe emplear el factor de escala local correspondiente para convertir la longitud del plano medida de un sitio en una distancia de proyección, y viceversa. Como el esferoide se establece al nivel medio del mar, cualquier longitud estudiada debe reducirse al nivel medio del mar antes de aplicar el factor de escala local. [9] [10]
El trabajo primario de triangulación comenzó con la división del trabajo topográfico en bloques. El tamaño de estos bloques estuvo gobernado por el mayor número de observaciones de encuestas que podrían calcularse en un ajuste simultáneo de mínimos cuadrados . El reconocimiento de las estaciones topográficas se inició en 1935, utilizando teodolitos Tavistock para confirmar la intervisibilidad de las estaciones. [3] [11]
El estudio de la triangulación comenzó en abril de 1936, con observaciones realizadas durante las horas de oscuridad en lámparas de baliza eléctrica fabricadas por Cooke, Troughton & Simms . En zonas planas del país, como East Anglia , se utilizaron las torres Bilby diseñadas por el United States Coast and Geodetic Survey . [3] [7]
La triangulación aún estaba incompleta al estallar la Segunda Guerra Mundial, con cinco de los siete bloques completados y dos líneas de base principales (una entre Whitehorse Hill y Liddington Castle , y la segunda en Lossiemouth ) medidas. [12] [13]
Al estallar la guerra, las oficinas regionales de Ordnance Survey en Bristol , Tunbridge Wells , Londres y Edimburgo quedaron reducidas a una base de cuidado y mantenimiento , con sólo una actividad ocasional relacionada con proyectos de reconocimiento en tiempos de guerra. Esta fue la situación hasta 1944, cuando los hombres que regresaban del servicio de guerra aumentaron el nivel de personal. [6]
Al final de la guerra, la tarea más urgente era proporcionar control secundario, terciario y de orden inferior para estudios a gran escala. Sin embargo, el 11 de mayo de 1949 se habían reiniciado las observaciones para completar la triangulación primaria, centradas en la finalización del bloque seis en Escocia, que incluía las Hébridas Exteriores , las Orcadas y las Shetland . Se utilizaron dos equipos de estudio independientes, el primero cubriendo un área desde Caithness hasta las Islas del Norte , y el segundo comenzando desde el límite del bloque de estudio tres en Argyll . [3]
Las dificultades para completar el trabajo de estudio de campo en las Tierras Altas de Escocia incluyeron completar observaciones en Ben Nevis en temperaturas bajo cero con fuertes nevadas, estudios sobre terreno montañoso y transporte entre varias islas escocesas remotas . Un miembro del equipo de investigación sufrió una dislocación del hombro cuando fue atacado por skúas árticas , cuyos nidos habían sido perturbados inadvertidamente por su trabajo. Sólo las obras en Ben Nevis tardaron veintidós noches en completarse. En 1962 se había completado la retriangulación de Gran Bretaña y los estudios aéreos aceleraron el trabajo en las últimas etapas. [14] [12]
La finalización del bloque seis se logró en 1951 y se añadió un nuevo bloque (siete) para conectar la triangulación con la Isla de Man . Además, se estableció una conexión con Francia a través del estrecho de Dover en colaboración con el Institut national de l'information géographique et forestière . Las estaciones de reconocimiento en el lado británico estaban en Beachy Head , Fairlight Down, Paddlesworth y Rumsfelds Water Tower, y en Francia se utilizaron estaciones en La Canche, Montlambert, Saint-Inglevert y Gravelines . Los resultados se consideraron buenos, ya que el error de cierre promedio del estudio (el error angular de las líneas o rayos medidos durante un estudio transversal ) fue de solo un segundo de arco . [3]
Se estableció una conexión con Irlanda en 1952, en cooperación con Ordnance Survey Ireland . Las observaciones comenzaron el 19 de abril de 1952, pero inicialmente se vieron obstaculizadas por fuertes lluvias y nubes. El rayo de exploración entre Trostan y Slieve Donard fue abandonado después de numerosos intentos, pero se completó posteriormente cuando Slieve Donard fue ocupado nuevamente para observar el rayo de Holyhead en julio de 1952, y el equipo de exploración se vio obligado a esperar veinticinco noches para completar la tercera y observación final. El rayo de Kippure a South Barrule (Isla de Man), de 95 millas de largo y oscurecido por el smog de Dublín , finalmente fue abandonado. [3]
A mediados de junio de 1952, se había terminado el tramo norte de la conexión. Luego se llevaron a cabo observaciones para la retriangulación interna de Irlanda del Norte , mientras que los grupos de investigación del Reino Unido completaron trabajos adicionales para fortalecer el borde occidental de la retriangulación primaria en la costa de Gales. El 28 de julio de 1952 se iniciaron las obras en la mitad sur de la conexión. A medida que el trabajo avanzaba hacia el sur, los rayos que cruzaban el Mar de Irlanda se hicieron progresivamente más largos. [6]
El 3 de septiembre de 1952 se iniciaron los trabajos para observar el rayo más largo de toda la retriangulación, midiendo 98 millas (158 km) entre las montañas Preseli (Gales) y Ballycreen en el condado de Wicklow . Las tres noches reglamentarias fueron suficientes para la realización de este trabajo. Otro rayo entre Preseli y Kippure no se consideró esencial y, tras una observación parcial, se abandonó. [3]
El equipo de Ordnance Survey Ireland se trasladó luego a Hill of Tara y Forth Mountain en Wexford , pero el deterioro de las condiciones climáticas significó que el trabajo no pudo completarse hasta el 8 de octubre de 1952. Esto marcó la finalización de la conexión y la retriangulación, con un cierre erróneo promedio de 1,16 segundos. [13] [3]
La triangulación se conectó tanto con Noruega como con Islandia mediante HIRAN, una versión mejorada de SHORAN . Las conexiones de reconocimiento que se extienden desde los puntos primarios de triangulación en Escocia hasta los puntos de triangulación en Noruega e Islandia fueron facilitadas por la Fuerza Aérea de los EE. UU. en el marco de la implementación de un proyecto conocido como North Atlantic Tie. [9] [3] [15]
Poco después de la Segunda Guerra Mundial, la Fuerza Aérea estadounidense había llevado a cabo un reajuste de todas las triangulaciones de la Europa continental para producir un datum geodésico conocido como ED50 , un sistema único en el sistema de coordenadas Universal Transverse Mercator . La iniciativa North Atlantic Tie tenía como objetivo crear un vínculo geodésico entre América del Norte y Europa, midiendo una red de trilateración y permitiendo el posicionamiento de estaciones de triangulación europeas en relación con el datum norteamericano . [6]
De julio a septiembre de 1953, la Fuerza Aérea de EE. UU. utilizó HIRAN para inspeccionar un enlace entre tres estaciones geodésicas en Noruega y tres en el continente escocés y las islas Shetland . Esto marcó la fase inicial de un proyecto más amplio que conectaba estudios de Noruega, Islandia y Groenlandia con Canadá . [16] La red que une Escocia con Noruega constaba de quince líneas medidas: tres entre las estaciones noruegas, tres entre las estaciones escocesas y Shetlandic, y nueve líneas a través del Mar del Norte . [6]
Las estaciones geodésicas de SHORAN no coincidían exactamente con las estaciones de triangulación geodésica, pero se consideró que la proximidad era tal que no se atribuyó ningún error significativo a la transferencia de una a otra. [6] Las estaciones noruegas fueron:
Y las estaciones británicas fueron:
Cada una de las quince líneas de reconocimiento fue medida por seis cruces de líneas en cada uno de dos niveles de altitud , con un total de doce cruces, todos formando parte de una misión de reconocimiento. La distancia entre dos estaciones topográficas se derivó de la suma mínima de los tiempos de tránsito de la señal desde un transmisor, transportado en un avión que volaba a través de la línea a medir, hasta un par de terminales en cada extremo de la línea y viceversa. Se aprobó una misión siempre que:
La más inexacta de las misiones de reconocimiento rechazadas se desvió de la medida aceptada en 0,0055 millas (29 pies), y la disparidad promedio entre una medida rechazada y la media de las medidas aceptadas fue de 0,0013 millas (6 pies). Los resultados finales y la evaluación se calcularon a partir de la observación de posiciones de reconocimiento terrestre, incluidas estaciones tanto en Islandia como en las Islas Feroe . [6]
La operación fue en gran medida un éxito, pero Ordnance Survey consideró que los resultados no eran del estándar geodésico necesario para la triangulación primaria y existía una discrepancia de 12 metros (39 pies) en las mediciones entre las estaciones noruegas. [3]
Paralelamente al programa de retriangulación, se puso en marcha un procedimiento para revisar y actualizar mapas de Ordnance Survey 1:2500 en zonas urbanas densas. El programa, conocido como revisión , se inició con los primeros experimentos sobre métodos llevados a cabo en los Cotswolds , y el trabajo realizado para realizar los ajustes realizados a los mapas 1:2500 se conoció como "el ajuste de los Cotswolds" o "Revisión de los Cotswolds". [6] [18]
La reforma de los Cotswolds fue un proceso de dos etapas. La primera etapa requirió la actualización de los mapas antiguos para eliminar distorsiones de tamaño y forma, alineándolos con las nuevas proyecciones y controlando el proceso de retriangulación. Además, se revisaron y revisaron los detalles del mapa , muchos de los cuales no se habían actualizado desde la revisión de 1891-1914. Las nuevas estaciones de triangulación se incorporaron a los mapas antiguos para complementar los detalles locales y alinearse con posiciones precisas de la cuadrícula. [6]
La efectividad de la revisión de los Cotswolds dependía de insertar suficiente control topográfico de National Grid para alinear los mapas antiguos con la nueva triangulación. Exagerarse corría el riesgo de deformar los detalles antiguos hasta un punto que haría imposible la revisión. Este delicado equilibrio se pudo lograr en partes del Reino Unido donde muchas de las nuevas estaciones de triangulación se pudieron trazar en la relación correcta con los detalles antiguos. Sin embargo, en zonas rurales abiertas, posicionar las estaciones de triangulación dentro del marco detallado resultó problemático y el método empezó a fallar. [19]
Las pruebas realizadas a principios de la década de 1970 demostraron que el estándar de precisión de Cotswold (error estándar de +2,5 metros) no se había alcanzado en todas las áreas. Surgieron dos soluciones: una nueva inspección completa, o arreglar e incorporar control adicional de una manera que restableciera el estándar de precisión de la revisión a un costo significativamente menor. Posteriormente, las comparaciones de costos llevaron a la conclusión de que, en la mayoría de las circunstancias, era preferible una nueva encuesta. [20] [6]